論文の概要: Low-cost noise reduction for Clifford circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.06583v1
• Date: Tue, 9 Jul 2024 06:30:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-10 19:05:47.843209
• Title: Low-cost noise reduction for Clifford circuits
• Title（参考訳）: クリフォード回路の低コストノイズ低減
• Authors: Nicolas Delfosse, Edwin Tham,
• Abstract要約: CliNRはクリフォード回路をゲートテレポーテーションを用いてサブ回路に分割することで実装する。 CliNRはわずか3n+1$ qubitsと2s + o(s)$ gatesしか使用せず、拒絶率もゼロである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.685668802278156
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose a Clifford noise reduction (CliNR) scheme that provides a reduction of the logical error rate of Clifford circuit with lower overhead than error correction and without the exponential sampling overhead of error mitigation. CliNR implements Clifford circuits by splitting them into sub-circuits that are performed using gate teleportation. A few random stabilizer measurements are used to detect errors in the resources states consumed by the gate teleportation. This can be seen as a teleported version of the CPC scheme, with offline fault-detection making it scalable. We prove that CliNR achieves a vanishing logical error rate for families of $n$-qubit Clifford circuits with size $s$ such that $nsp^2$ goes to 0, where $p$ is the physical error rate, meaning that it reaches the regime $ns = o(1/p^2)$ whereas the direct implementation is limited to $s = o(1/p)$. Moreover, CliNR uses only $3n+1$ qubits, $2s + o(s)$ gates and has zero rejection rate. This small overhead makes it more practical than quantum error correction in the near term and our numerical simulations show that CliNR provides a reduction of the logical error rate in relevant noise regimes.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,クリフォード回路の論理誤差率を誤差補正よりも低く,誤差軽減の指数的サンプリングオーバーヘッドを伴わずに低減するClifford noise reduction (CliNR)方式を提案する。 CliNRはクリフォード回路をゲートテレポーテーションを用いてサブ回路に分割することで実装する。 ゲートテレポーテーションによって消費される資源状態の誤差を検出するために、いくつかのランダムな安定化器の測定が使用される。 これはCPCスキームのテレポート版と見なすことができ、オフラインのフォールト検出によってスケーラビリティが向上する。 我々は、CliNRが$n$-qubit Clifford回路の族に対して、$nsp^2$が 0 になるような$s$の論理的誤差率を達成することを証明し、$p$は物理的エラー率であり、すなわち、その状態が$ns = o(1/p^2)$に達するのに対して、直接実装は$s = o(1/p)$に制限される。 さらに、CliNRはわずか3n+1$ qubitsと2s + o(s)$ gatesしか使用せず、拒絶率もゼロである。 この小さなオーバーヘッドは、短期的には量子誤差補正よりも実用的であり、我々の数値シミュレーションは、CliNRが関連する雑音状態における論理誤差率の低減を提供することを示している。

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